موجود تطبيق داد. با توجه به اينکه در طراحي خطوط انتقال کمپاکت تلاش در کاهش پهناي برجها تا حدي ميسر ميباشد لذا اين نوع خطوط ميتوانند گزينه مناسبي براي به کارگيري در حريم خطوط موجود باشند.
براي تعيين فواصل مناسب فازي عوامل مختلفي چون اضافه ولتاژ کليد زني، اضافه ولتاژ صاعقه، نوسانات جهشي هاديها يا گالوپينگ، نوسانات آونگي هاديها و مقره ها دخالت دارند که در اين پروژه مورد بررسي و مطالعه قرار گرفته‌اند. همچنين در اين پروژه سعي شده با توجه به استانداردها و مقالات جديدي که در اين زمينه منتشر گرديده، روش مناسبي جهت محاسبه فواصل عمودي و افقي فازها ارائه گردد. همچنين در اين پروژه طراحي اين خطوط با تأکيد بر طراحي الکتريکي آرايش باندل مورد توجه قرار گرفته و دنبال شده است.
در اين پروژه، ملاحظات/ مباني الکتريکي طراحي آرايش باندل اين خطوط مورد توجه قرار گرفته است. ضمن آنکه به اهميت انتقال توان در توان طبيعي توجه شده و راهکارهاي تحقق آن با روابط رياضي غني مربوطه درک و تبيين گرديده است. دانش فني/ رياضي مربوطه، طراحي يک نمونه خط مدرن و منحنيهاي کاربردي مربوطه از دستاوردهاي اين پروژه محسوب ميشوند

کلمات کليدي : خطوط انتقال کمپاکت، فواصل عمودي و افقي فازها، حريم خطوط انتقال، انتقال توان طبيعي، راکتور شنت قابل کنترل

فصل اول

کليات تحقيق

مقدمه
خطوط انتقال فشرده يا كمپاكت همانطور كه از اسمشان پيداست، به خطوطي اطلاق ميگردند كه ابعاد و اندازه هاي برج آنها در مقايسه با خطوط انتقال معمولي كوچكتر بوده و يا به اصطلاح خطوط كمپاكت را ميتوان حالت فشرده اي (به لحاظ ابعاد و اندازه فيزيكي برج) از خطوط انتقال معمولي در نظر گرفت[1]. علت اصلي گرايش به سمت خطوط كمپاكت را ميتوان در دو عامل زير دانست
[2-19] :
* افزايش روز افزون تقاضاي انرژي الكتريكي لزوم احداث و توسعه خطوط انتقال را موجب گرديده است. احداث يك خط جديد علاوه بر نياز به هزينه هاي سرمايه گذاري بالا، موارد حاشيهاي را نيز به دنبال خود دارد كه مسأله سازترين آنها تأمين حريم مورد نياز براي خط ميباشد. با افزايش سطح ولتاژ خط، ميزان حريم آن نيز به مقدار قابل توجهي افزايش مييابد و در چنين شرايطي در گذر خطوط انتقال از جنگلها، مقادير انبوهي از درختان بايد قطع گردند و در گذر از زمينهاي كشاورزي مشكلات عديدهاي براي تصرف و تملك زمين پيش خواهد آمد و بعضاً در مواردي قيمت زمين به ويژه در هنگام گذر و نزديك شدن خطوط انتقال به شهرهاي بزرگ به صورت تصاعدي افزايش مييابد.
* با توجه به مشكلات تشريح شده در بند فوق بر سر راه احداث خطوط جديد، همواره اين سوال مطرح بوده است كه آيا راهي براي استفاده حداكثر (انتقال هر چه بيشتر توان) از كريدوري كه با توجه به مشكلات بند فوق فراهم آمده، وجود دارد؟
پاسخ به هر دو نياز با ابداع خطوط كمپاكت تحقق يافت. در خطوط مجهز به برجهاي معمولي فاصله فاز- فاز موجود نميباشد، فاصله بين فازها به علت بدنه برج واقع بين فازها، عبارت از دو فاصله هوايي فاز- زمين سري با يكديگر مي باشد. در خطوط كمپكت با تغيير نوع برج و حذف اسكلت فلزي در فاصله بين فازها، فازها مستقيماً در مجاور يكديگر واقع گرديده، توسط زنجير مقره بين فاز از يكديگر ايزوله ميگردند. بدين ترتيب فاصله هندسي متوسط فازها نسبت به برجهاي معمولي بسيار كاهش مي‌يابد[20].
خطوط كمپكت را ميتوان با توجه به آرايش باندلها و برجها دسته بندي نمود. اما قبل از بررسي دسته‌بندي خطوط كمپاكت، توجه به نكات زير لازم ميباشد.
آنچه كه معمولاً از اسم خطوط كمپاكت به ذهن ميرسد خطوطي هستند كه در مقايسه با خطوط معمولي داراي ابعاد و پهناي كمتر و فشردهتر ميباشند. اما توجه به اين نكته ضروري است كه يكي از مهمترين اهداف ابداع خطوط كمپاكت علاوه بر كاهش پهناي كريدور خط، افزايش قدرت طبيعي خط ميباشد. در اين رابطه براي افزايش قدرت طبيعي خط، چهار روش مطرح ميباشد[21-33].
الف) افزايش تعداد زيرهاديها در باندل
ب) استفاده از قطر بزرگتر براي دايره باندل
ج) قرار دادن زيرهاديها در اشكال ديگري غير از حالت دايره متقارن
د) نزديك كردن فازها به همديگر
محاسبه و تعيين فواصل فازها از يکديگر يا با زمين يا بدنه فازها به پارامترهاي متعددي بستگي دارد که با توجه به آن جايگذاري هاديها در روي پايه ها انجام مي شود. طبيعي است هر چه فواصل فازها از يکديگر بيشتر شود، اين اقدام سبب مي شود تا احتمال بروز جرقه در شرايط اضافه کليدزني يا صاعقه بين فازها با هم يا زمين کاهش يابد و از اين جهت افزايش قابليت اطمينان برقرساني به همراه داشته باشد. از طرف ديگر افزايش فواصل فازها معايبي دارد که برجي از آنها بشرح زير مي باشند:
– پهناي برجها يا پايه ها زياد مي شوند
– ارتفاع برجها افزايش مي يابند
– عرض باند عبور زياد مي شود
– وزن و قيمت برجها يا پايه ها افزايش مي يابد
– تعداد مقره ها و طول زنجيره مقره ها افزايش مي يابند
بنابراين گرچه ممکن است افزايش فواصل فازها از يک طرف خوب و مناسب باشند اما طرف ديگر در بسياري موارد توجيه اقتصادي ندارد. در خطوط انتقال کمپاکت که هدف بکارگيري ترفندهاي مختلف در کاهش ابعاد پايه ها است کاهش فواصل فازها از درجه اهميت بالائي برخوردار است.
در هر سطحي از ولتاژ با پذيرش ريسک بيشتر مي‌توان فواصل فازها را کاهش داد. به همين دليل بر حسب اينکه درصد ريسک پذيري چند درصد باشد، فواصل مي تواند کم يا زياد شود، گرچه تاکنون مدل‌ها و روابط متعددي جهت محاسبه فواصل افقي يا عمودي فازي ارائه گرديده است اما هنوز يک رابطه واحد که مقبوليت عام داشته باشد وجود ندارد. علت وجود اين اختلاف نظرها وجود پارامترهاي متعدد نظير: عوامل مؤثر در توليد اضافه ولتاژها، عوامل مؤثر در دامنه نوسانات هاديها، شرايط جوي مسير، شرايط طراحي خطوط انتقال نيرو مي باشند.
براي تعيين فواصل مناسب فازي عوامل مختلفي چون اضافه ولتاژ کليدزني، اضافه ولتاژ صاعقه، نوسانات جهشي هاديها يا گالوپينگ، نوسانات آونگي هاديها، آرايش هاديها و مقره‌ها دخالت دارند که لازم است مورد بررسي و مطالعه قرار گيرند. در اين گزارش سعي مي شود با توجه به استانداردها و مقالات جديدي که در اين زمينه منتشر گرديد، روش مناسبي جهت محاسبه فواصل عمودي و افقي فازها ارائه گردد.

فصل دوم

ويژگي‌هاي خطوط انتقال کمپاکت باندل و تعاريف اوليه

2-1- مقدمه :
گسترش و توسعه شهرها سبب افزايش ميزان مصرف انرژي الکتريکي ميگردد که لازمه تأمين آن احداث و توسعه شبکه‌هاي انتقال و توزيع نيرو مي‌باشد که در شهرهاي بزرگ اين مهم به سادگي عملي نمي‌باشد. طبيعي است هرچه بر ميزان انرژي الکتريکي درخواستي افزوده گردد، لازمه تأمين آن افزايش ولتاژ خطوط انتقال جديد ميباشد که در چنين حالتي مشکلات زير پدبدار مي‌شود:

* افزايش فواصل فازي
* افزايش پهناي برج
* افزايش حريم خطوط
* افزايش عرض باند عبور

استفاده از خطوط انتقال نيرو کمپاکت و نزديک سازي فازها با بهره‌گيري از شيوه‌هاي مختلف، روش‌هايي هستند که در تقليل مساحت زمين اشغالي به کار گرفته مي شوند.

2-2- تعريف خطوط انتقال کمپاکت
کمپاکت سازي خطوط به کليه ترفندها و روش‌هايي اطلاق مي گردد که در نزديک سازي فواصل افقي و عمودي فازها مؤثر باشند. طبيعي است نزديک سازي فازها خود به عوامل بسيار متعدد ديگري بستگي دارد که در مجموعه دانش هاي متعلق به خطوط انتقال کمپاکت جاي ميگيرند. بنابراين حاصل تمام اين روش‌ها سبب تقليل پهنا و ارتفاع پايه ها يا برج ها ميشوند.
به طور کلي خطوط انتقال کمپاکت به پايه ها يا برج‌هاي خاصي اطلاق نميشود بلکه بر حسب اينکه هدف از کمپاکت سازي چه باشد مي‌توان روش‌هاي مختلفي را بکار گرفت.به عبارت ديگر پهناي برج يا فاصله فازهاي کناري که عملا در محاسبه عرض باند عبور دخالت دارد، بر حسب اينکه خطوط انتقال معمولي يا خيلي کمپاکت باشند ميتواند، در محدوده وسيعي تغيير نمايد. بنابراين خطوط کمپاکت ميتواند از انواع مختلفي تشکيل گردد که بر حسب شرايط جغرافيايي و جوي منطقه و ساير پارامترهاي فني واقتصادي ميتواند تغيير نمايد.

2-3- مزايا و معايب خطوط انتقال کمپاکت
تجارب کشورهاي پيشرفته جهان نشان ميدهد که استفاده از خطوط انتقال کمپاکت به خصوص در مناطق شهري يا مناطقي که محدوديت زمين وجود داشته باشد در اغلب موارد اقتصادي و موجه ميباشد، اما اين نوع خطوط داراي مزايا و معايبي نيز مي باشند که ذيلأ بطور اختصار به آنها اشاره ميگردد:
2-3-1- مزاياي خطوط انتقال کمپاکت- برخي از مزايا خطوط انتقال کمپاکت به شرح زير مي باشد:
* فواصل فازها کاهش مي يابند
* پهناي برج کاهش مي يابد
* عرض باند عبور کاهش مي يابد
* مساحت زمين اشغالي کاهش مي يابد
* کل قيمت زمين اشغالي در طول مسير کاهش مي يابد
* امکان نصب خطوط با ولتاژ بالاتر در مسير خطوط با ولتاژ پايين تر ميسر مي گردد
* برجهاي خطوط کمپاکت داراي زيبايي ظاهري بهتري مي باشند
* پايين بودن ابعاد برج ها امکان نصب آنها را حتي در وسط اتوبانها هم ميسر مي سازد
* نياز به فونداسيون کمتري دارد
* توان انتقالي از واحد زمين اشغالي بيشتر مي شود
* در مناطق شهري يا مناطقي که قيمت زمين زياد است ، هزينه انتقال انرژي کاهش مي يابد
* راکتانس سلفي خط کاهش مي يابد
* راکتانس خازني خظ افزايش مي يابد
* افت ولتاژ بهبود مي يابد
* تلفات انرژي قدري کاهش مي يابد
* توان انتقالي و ظرفيت خط افزايش مي يابد

2-3-2- معايب خطوط انتقال نيرو کمپاکت- در کنار مزايايي که در بالا به آنها اشاره گرديده است برخي از معايب اين نوع خطوط انتقال نيرو به شرح زير مي باشند :
* سرمايه گذاري خط افزايش مي يابد
* فاصله پايه هاي خط انتقال بايد کاهش يابد
* تعداد پايه ها افزايش مي يابد
* قابليت اطمينان برق رساني کاهش مي يابد
* جريان اتصال کوتاه افزايش مي يابد
* به دليل افزايش جريان عبوري از فازها شدت ميدان مغناطيسي افزايش مي يابد
* گراديان ولتاژ در سطح هادي افزايش مي يابد
* تلفات کرونا و اغتشاشات راديوئي ناشي از آن افزايش مي يابد
* احتمال برخورد فازها در اثر نوسانات هاديها افزايش مي يابد
* تعداد فونداسيونها بيشتر و در نتيجه زمين بيشتري جهت اين منظور اشغال مبگردد

2-4- خطوط باندل
وقتي يک خط انتقال دو مداره به يک خط انتقال باندل دو سيمه تبديل شود، خط به نوعي کمپاکت شده است. در خطوط انتقال باندل با افزايش تعداد هادي‌هاي هر فاز توان انتقالي هر مدار افزايش مي‌يابد و بدين ترتيب انرژي انتقالي در يک باند مشخص افزايش مي‌يابد ضمنا در اين حالت نيز شکل برج مي‌تواند معمولي با کمپاکت باشد. شکلهاي ( 2-1 و 2-2 ) دو نمونه از خط انتقال دو مداره و باندل دو سيمه تک مداره با برجهاي معمولي را نشان مي‌دهد.

شکل (2-1)- خط انتقال دو مداره باندل شکل (2-2)- خط انتقال يکمداره باندل دو سيمه

در خطوط انتقال باندل به جاي اينکه در هر فاز از يک هادي استفاده شود ، از چندين هادي استفاده مي‌شود که اين اقدام مزاياي مختلفي را به همراه خواهد داشت که برخي از مزاياي اين خطوط به شرح زبر مي‌باشد:
* پهناي برج کمتر ميشود
* مساحت زمين اشغالي براي انتقال توان يکسان کاهش مي يابد
* راکتانس خط کاهش مي يابد
* کاپاسيتانس خط افزايش مي يابد
* تلفات الکتريکي خط کاهش مي يابد
* ظرفيت خط افزايش مي يابد
* براي توان انتقالي يکسان افت ولتاژ کاهش مي يابد
* هزينه اتصال خط به پست هاي ظرفيت کاهش مي يابد
* در مقايسه يا خطوط دو مداره ، زمين اشغالي خطوط انتقال باندل د

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید